费米悖论详解！究竟存在多少外星文明？

熊明青

你相信外星人的存在吗？可能突然这样提问会让大家有些错愕，但我却是相信外星人是真实存在的。更甚者，其实可以说外星人的存在是不证自明之理。为什么可以这么说呢？因为。我们地球人的存在不就印证了这个事实吗？这样一来就不得不承认了，除非地球人不属于星际生物。

当然了，本篇文章主要对象还是地球以外的，在行星居住的生命体。很遗憾的是我们地球人并没有和任何外星生命体接触过。当然，至今为止有大量目睹UFO以及外星人的报道，但不过都是些缺乏可信度的“超自然事件”（其中也包括像罗斯威尔飞碟坠毁事件这种怪事）

官方并没有给出过和地球外生命体接触过的记录，但逆向思维一下，宇宙如此广阔，即使是存在和人类一样的或者更甚人类的科学高度发达的外星人也并不奇怪。

我曾一度陷入各种猜想——如果有地外生命体存在的话，那么或许已经到过地球了吧？迄今为止UFO的目击证言如此之多，也许真的来过地球了呢？当然，即使确有其事，但若真有人说“我是从外星球来的”，真正相信的人也很少吧。毕竟外星人从外形上就能“一目了然”，应该是和地球人完全不一样的。

综上所述，地球外生命体的存在几率如此之高，但却完全没有生命体来到地球的证据，——这就是著名的费米悖论。

我们这回就来详细的解说一下费米悖论吧，另外也研究一下我们银河系究竟存在多少地外文明呢？

何谓费米悖论？

最初提出此悖论的是意大利物理学家恩里科·费米（Enrico Fermi）。费米在量子力学和核物理学方面均有建树，物理学中诸如“费米子”“鐨元素（Fermium）”“费米问题”等等大量用语皆取其名来命名。

此悖论是1950年一次午饭的时候，费米在和同僚的谈话中谈及外星人时偶然提出。宇宙至今已经诞生130亿年，按照其漫长的岁月中诞生的庞大恒星数来推断，像地球一样有生命诞生的星球应该也不计其数。

那么，其中存在和地球同等或处于地球文明之上的星球，以及和地球人一样抱着和其他星球文明交流的目的踏步太空的外星人也必然存在。

图解: 阿雷西博信息，颜色是用作分类，信息本身没有任何颜色。人类首次尝试利用电磁波寻找外星生命

如果用更加具体的数量来说明的话，我们所在的地球是被叫做太阳系的“恒星系”。但是很遗憾太阳系中除了地球，并不存在其他有生命体存活的星球。即使是和地球环境类似的火星和金星，也在生命存在的适居带之外，并不能孕育生命。

但是我们把目光投向太阳系之外的话就大不相同了。太阳系所属乃是更大的宇宙银河，在此银河中有超过2000亿颗恒星的存在。

值得注意的是并不是2000亿颗行星，而是恒星的数量。假设所有的恒星都和太阳一样拥有同等数量的行星环绕，那么银河存在的行星将达1亿兆以上。

那么可以期待的是，银河拥有如此庞大数量的行星，那么其中拥有生命存在的行星不也数量可观吗？

图解：图为戴森球的一种变体。这种大规模人造物会大幅度改变恒星的光谱。

不仅数量，从时间来看，宇宙已经诞生100亿年以上。现在推算太阳是在46亿年前诞生，那么别的星球也同样拥有充分的生命进化和发展的时间。费米悖论基于此事实，得出的结论是拥有高度文明的行星绝不会少。那么，为什么外星人没有来到地球呢？

关于对费米悖论的各种思考

以下我整理了对费米悖论的思考结果，其中不乏一些超自然的猜想。

外星人已经到达了地球，但是隐藏了真正的身份

此种推测是以数量庞大的UFO目击事件为依据，正式名称是“未确认飞行物体”。也许外星人正是驾驶UFO来监视我们人类，甚至诱拐地球人做观察等传言也层出不穷。

当然对此缺乏有公信力的证据，毕竟UFO相关对美国政府而言也是国家机密。特别是有51区和罗斯威尔事件为代表的都市传说，并不可一概否认，但由于涉及军事机密，所以真相仍然是未解的谜团。

当然我也想过，外星人也许和地球人外貌相似，隐藏身份潜伏其中。

外星人过去曾经到达地球，但现在没有来了

这也被称为“古代太空人说”，虽然是个假说但也是以古代遗址中的痕迹为依据的。主要观点是古代太空人创造了人类并且教授了人类“超古代文明”，在为人类发展做了贡献之后离开了地球。但是这一观点并没有给出一个明确的原因，来解释为什么他们离开地球而不就地居住下去呢？

在日本有人提出这样的观点——绳纹时代的土偶是以外星人为原型制作的。

外星人比较保守，不会干涉地球

有学说表示——“为了避免混乱所以尽量不会干涉”。确实，如果外星人真的大规模寄居地球，那肯定会是一场大混乱了。其中有抱着野心侵略地球的，也会有单纯想和“异星人”交流的外星人吧。

另外还有人认为太阳系出于某种不为人知的原因，属于整个宇宙被指定的保护区。这也被称作动物园假说，这一假说的前提是外星人也兼备和地球人一样的伦理观和理性思维，我觉得这种想法过于牵强了，毕竟总会有外星文明会违反此规则吧。

星际文明之间距离过于遥远，无法抵达

恐怕目前为止此种观点是最有说服力的了。

距离地球最近的星球是月球，而两者距离在30万公里以上。人类的确一度登上月球，但与漫长的地球历史相比较也不过是今年来的事情，而且还要花费巨大的人力和物力成本。

还有，金星和火星是距离地球较近的围绕太阳公转的行星，但也只有无人探查机才能到达，至今未有人类亲身参与探查。人类探知地外星球的技术还有非常大的壁垒，如果想要探查太阳系之外的星球估计是数百年之后的事情了吧。

另外，即使是在太阳系，最近的恒星彼此间也距离数光年之远，光年众所周知就是光传播一年的速度。光速是每秒30万公里，即使以这个速度也是数量级的差距。顺便提一句太阳系一端到另一端要花费3.2光年。

因为星际间的距离如此浩渺，所以如果不是用光速或者开发出高于光速的飞船，宇宙航行根本就不可能实现。科幻电影里运用“曲速引擎”似乎已经理所当然，可单凭现有的科学知识是制造不出来接近光速的宇宙飞船的。那么没有攻破这个科技壁垒的外星人也就到达不了地球。

地球外并不存在有智慧的生命体

由此似乎可以果断的得出这样一个结论：因为至今也无法证明有地球外的智慧体存在，那么就是地球外并不存在有智慧生命体。

确实自地球有生命诞生以来，科学文明的高度发展堪称奇迹。这是无数个偶然的叠加，没有面临巨大陨石的袭击等各种濒危事件而存活本身就是一个奇迹了。但是刚刚也提到了，银河系约有1兆以上的行星，如果在考虑到银河系之外就更加的不胜烦数了。

图解：一张地球夜间的合成照片，使用的是国防气象卫星计划实用行扫描系统的数据。我们可以从太空探知人类文明。

即使地球是再多奇迹的叠加，如此宏大广阔的宇宙里完全没有和地球一样的奇迹也是让人难以置信。

德雷克方程（Drake equation）是？

德雷克方程——此理论是由费米悖论派生而出的。此方程式可以用来推断我们银河系除地球外有多少生命体分布，具体如下。

N＝R＊ × fp × ne × fl × fi × fc × L

N：我们银河系所存在的，能够和人类通讯的地外文明总数

R＊：在人类所处的银河系中一年诞生的恒星数

fp ：一颗恒星拥有一颗以上行星的比例

ne ：一个恒星拥有孕育生命的行星的平均数

fl ：有生命孕育可能性的行星实际有生命的比例

fi ：演化出高等智慧生物的比例

fc ：高智慧生物能进行星际通讯的比例

L ：高智慧生物处于可技术文明通讯状态的时间（技术文明的存续期间）

提出此方程式的是美国天文学家法兰克·德雷克（Frank Drake），他于1961年计算时按顺序代入了以上各个变量的数值，并且算出了N的数量。

10x0.5x2x1x0.01x0.01x10000＝10

也就是说，银河系存在的可以和人类通讯的文明数量是10个。




关于德雷克方程变量数值的研究

关于这些变量，至今也没能通过精确的计算得出正确的数值，所以误差很大。例如年间银河系诞生的恒星数R＊ ，这个数字是依据至今可观测的范围内定下的数值基本不会有错，但fp 是0.5就意味着近半数的恒星拥有行星，这就偏离事实了。

行星与恒星不同，自身并不发光，所以难以观测到距离很远的恒星附近的行星。可能所有的恒星都拥有行星环绕，也可能只有一部分的恒星才拥有行星。

还有fi 这个对高等文明进化比例的推算，进化过程中如果遇到巨大陨石雨或者大规模的气候变动，甚至是近距离的超新星爆发，那么大量灭绝的可能性就非常之高。在地球上也曾有过陨石致使恐龙灭绝的情况，或长期的冰河期等变数，这种变数发生的概率并不算少，但生命在漫长的进化过程中是十分依赖这个数值的。

再就是在这些数据中最难以确定的，代表高等文明存续时间的L 。1961年，德雷克对这个数值的设定是1万年。但是文明真的会持续1万年吗？

图解：搜寻地外文明计划中常使用射电望远镜

一般说法认为人类已经诞生了500万年以上，但假使从工业革命算起——即以此为高等文明的判断，现今只存在了短短的300年。

即使有生命体存在，但如果科学不发达也无济于事。如果考虑到生命伊始状态的话，可能成为候选的行星有很多，而目前在我们考虑范围之内的，至少是能与地球旗鼓相当或者高于地球的科技文明。因为如果没有一定的科技，必然就无法飞跃宇宙空间了。

但是有美国天文学家卡尔·萨根（Carl Edward Sagan）提出，核战争会给地球带来冰河期。现今的人类社会可能随时都会因为偶然状况而爆发核战争导致覆灭，1万年的文明存续实在是过于乐观了。

萨根认为，包括人类在内的高智慧文明会因为对所在星球的破坏而陷入灭绝的困境，大规模战争的爆发会有极大的概率灭绝自身。读过世界史的人就应该知道，事实上，人类一直处在战争之中，现如今仍然有部分地区战乱不止。

也就是说，事实上文明很可能在拥有星际航行的能力之前就毁灭了，真是讽刺啊，现今的人类不正是如此？

如上所述，德雷克方程中的N值变动非常大，甚至在某些数值下会产生N＜1的情况，这就和已经在地球繁荣繁衍的人类相矛盾了。也就是说在德雷克方程中N≥1才是必然结果，这个结论也是我们探知地外文明的主要原因。当然，这其中既有比1大很多的数值计算结果，也有无线接近1的计算方式。如果德雷克方程中N的值恰巧是1，那么费米悖论就完美解决了，可惜现实并非尽得人意。

相信我们银河系内一定有智慧文明存在的人，每天都在持之以恒的观测天体。如今的技术只能利用电波人工探索信号，日后待观测技术进步，与地外文明的接触也只是时间问题了吧。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.有鱼- hideo002

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